2-流媒体技术基础

,单击此处编辑母版标题样式,第二章 流媒体技术基础,2.1 Windows Media,2.2 Real Media,2.3 QuickTime,2.4 其他流媒体技术Flash流格式动画,2.1 Windows Media,Windows Media Technology是Microsoft提出的信息流式播放方案，旨在Internet和Intranet上实现包括音频、视频信息在内的多媒体流信息的传输。,其,技术核心,是ASF（Advanced Stream Format 高级流格式）文件，ASF是一种包含音频、视频、图像以及控制命令、脚本等多媒体信息的数据格式，通过分成,一个个的网络数据包,在Internet上传输，实现流式多媒体内容发布，因此，我们把在网络上传输的内容就称为ASF Stream。,ASF支持任意的压缩/解压缩编码方式，并可以使用任何一种底层网络传输协议，具有很大的灵活性。,2.1.1 Windows Media 技术平台概述,Windows Media 技术平台由,Media Tools,，,Media Server,和,Media Player,工具构成。,1）,Media Tools,是整个方案的重要组成部分，它提供了一系列的工具帮助用户生成和编辑ASF格式的多媒体流（包括实时生成的多媒体流）；,2）,Media Server,可以保证文件的保密性，不被下载，并使每个使用者都能以最佳的影片品质浏览网页，同时具有多种文件发布形式和监控管理功能；,3）,Media Player,则提供强大的流信息的播放功能。,1.Windows Media工具创建、编辑工具；,2.Windows Media服务器单播、组播（广播）；,3.Windows Media播放。,创建工具：,生成,ASF,格式的多媒体流,编辑工具：,Media,播放,将实时或存储的视频、音频内容转化,为ASF流，经服务器在网络中传送。,编码：Media Encoder,创作：Media Author演示音频,转换：VidToAsf、WavToAsf,声音、电影文件Asf格式,对ASF格式的流信息进行编辑与管理后期制作工具， ASF Check、 ASF Chop用于检验、修复或新增与删除asf要素。,可以播放单播、组播（广播）提供的内容,2.1.2 Windows Media 组件,2.1.3 ASF格式,ASF是一种数据格式，音频、视频、图形、动画以及控制命令脚本等多媒体信息通过此格式，以网络数据包的形式传输，实现流式多媒体内容发布。,ASF的技术特点:,主要视频部分采用MPEG-4压缩算法；,音频部分采用WMA算法；,压缩比和视、音频的质量均好。,ASF最大的,优点,就是,体积小、适合网络传输。,特点：,(1)可扩展的媒体类型（ASF文件允许制作者很容易的定义新的媒体格式类型）。,(2)部件下载（具有特定的有关播放的信息，这些信息能够为客户机找到合适的所需的播放部件）。,(3)可伸缩的媒体类型（ASF是设计用来表示可伸缩的媒体类型的“带宽”之间的依赖关系）。,(4)流的优先级化（ASF允许制作者有效的表达他们的意见（有关媒体的优先级）甚至在可伸缩媒体类型出现的情况下也可以）。,(5)多语言（ASF设计支持多语言）。,(6)目录信息（ASF提供可继续扩展的目录信息的功能）。,ASF文件格式,：,ASF 格式文件基本的组织单元称为,ASF对象,，其结构包括：,全球唯一的,对象标识符,（Object ID）16B=128位；,对象大小,（Object Size）8B=64位；,和,可变长的对象数据,（Object Data）XB。,ASF文件逻辑上是由三个高层对象组成:,头对象,（Header Object）,数据对象,(Data Object)和,索引对象,(Index Object),ASF文件的三个高层对象,ASF连接对象,头对象,头对象,数据对象,索引对象,其他对象,ASF 头对象,在ASF的三个高层对象中，头对象是唯一包含其他ASF 对象的对象。头对象可能包含以下对象：,文件属性对象,全局文件属性。,流属性对象,定义一个媒体流和其属性。,内容描述对象,包含所有目录信息。,部件下载对象,提供播放部件信息。,流组织对象,逻辑上把多个媒体流组织在一起。,可伸缩对象,定义媒体流之间的可伸缩的关系。,优先级对象,定义相关流的优先级。,相互排斥对象,定义排斥关系如语言选择。,媒体相互依赖对象,定义混合媒体流之间的相互依赖关系。,级别对象,根据,W3C PICS,定义文件的级别。,索引参数对象,提供必要的信息以重建,ASF,文件的索引。,ASF数据对象,数据对象包含一个ASF 文件的所有多媒体数据。多媒体数据以ASF数据单元的形式存储，每一个ASF数据单元都是可变长的，且包含的数据必须是同一种媒体流。,ASF索引对象,ASF索引对象包含一个嵌入ASF文件的多媒体数据的基于时间的索引。,2.2 Real Media,1、Real Networks公司是世界领先的网上流式视音频解决方案的提供者，提供从制作端、服务器端到客户端的所有产品。它的,客户端播放器,Realplayer的,全球注册人数,已经达到4亿人。,Rea Networks公司最新的网上流式视音频解决方案叫,RealSystem IQ,，,其优点,是,容易安装,，在,高低带宽均可,提供良好的视音频质量，但,价格较贵,。作为流媒体领域的主导厂商，Rea Networks公司凭借其优秀的技术,占领了一多半的网上流式视音频点播市场。,RealMedia发展的时间比较长，因此具有很多先进的设计，例如：,可伸缩视频技术,：可以根据用户计算机速度和链接质量而自动调整媒体的播放质量。,两次编码技术,：可通过对媒体内容进行预扫描，再根据扫描的结果来编码从而提高编码质量。,自适应流技术,：可通过一个编码流提供自动适合不同带宽用户的流播放。,2.2.1 Real system系统组成,Real System由,媒体内容制作工具,Real Producer、,服务器端,RealServer、,客户端软件,（Client Software）,3部分组成,。,Real System采用SureStream,技术,，自动地并持续地调整数据流的流量以适应实际应用中的各种不同网络带宽需求，轻松实现视音频和三维动画的回放。,2.2.2 Real Media文件格式,在Real Media 规范中主要包括三类文件：,RealAudio,：传输接近,CD,音质的音频数据,RealVideo,：传输不间断的视频数据,RealFlash,：高压缩比的动画格式,RealMedia,文件格式；使,RealSystem,可以通,过各种网络传送高质量的多媒体,内容。,1. 加标志的文件格式,使用四字符编码来标识文件元素。,文件的基本部件是块（chunk）,每个块包括下面字段：,ID:指明块标识符的四字符编码； Size:块中限定数据大小的32位数值； Data:数据块部分。,依类型的不同，上层的块可以包含子对象。,2. 报头部分,一般情况下，RealMedia 的报头部分有下面四种：,RealMedia文件报头RealMedia文件的第一个块 属性报头（Properties Header ） 媒体属性报头（Media Properties Header ） 内容描述报头（Content Description Header ）,RealMedia 文件报头以后，其它报头的出现可以任何次序。,3. 数据部分（Data Section）,由数据部分报头和后面排列的媒体数据包组成。,数据块报头标志数据块的开始，媒体数据包是流媒体数据的数,据包。,4. 索引部分（Index Section）,由描述索引区内容的索引块报头和一串索引记录组成,2.2.3 Real System中的数据通信,Real,Producer,Real,Server,Real,Player,TCP,UDP,TCP,UDP,Real Player 播放过程,RAM,2.2.4 Real System 系统中 RTSP 通信,RTP,RTSP Server,TCP控制信道,单工UDP信道,(provide media data),全双工UDP信道,(provide synchronization),Odd Port,RTSP Client,Even Port,Odd Port,RDT,RTSP Server,TCP控制信道,单工UDP信道,(provide media data),单工UDP重发请求,服务器端口,缺省值：554,RTSP Client,2.2.5 Real Server中的多播技术,将一个,现场直播流,同时传递给多个客户端，而无需为每一客户的连结发送一个单独的数据流,客户端只需连结到这个数据流，而不是连结到 Real Server，从而降低带宽的使用。,为了利用多播技术的优势，在服务器和客户端之间的所有设备必须是支持多播技术的，包括路由器、交换机和其他的网络设备。,一般用在Intranet环境中。,1. Back-Channel Multicast（反向信道多播）,在客户端和服务器之间保持一个用于统计和控制信息交互的控制信息,双向传输,RTSP,或,PNA,协议：提供验证和连接统计功能,2. Scalable Multicast,（可伸缩多播）,无控制信道,用户统计只能在多播结束或用户停止播出或关闭,Real Player,时进行,单向传输,UPL,格式,SDP,（会话描述协议）,2.2.6 Real Server中的分流技术,一般用于网络直播,Transmitter（发送服务器）通过UDP单播、UDP组播和TCP,将直播媒体流发送到分布在各地的多个接收服务器，客户,端可以就近访问服务器获得较高质量的媒体流。,减少带宽使用,Transmitter与Receiver（接收服务器）之间由高速链路连接。,2.2.7 Sure Stream,存在问题：通过低速率调制解调器与Internet连接；限制发布媒体质量或连接人数。,解决方法：一、服务器减少发送给客户端的数据而阻止再缓冲，在Real System 5.0中，称为“视频流瘦化”；二、根据不同连接速率创建多个文件，根据用户连接，服务器发送相应文件。,Sure Stream技术：一、确立一个编码框架，允许不同速率的多个流同时编码，合并到同一个文件中；二、采用一种复杂客户/服务器机制探测带宽变化。,2.3 Quick Time,2.3.1 Quick Time 文件格式,媒体描述和媒体数据分开存储,媒体描述或元数据（Meta-Data）Movie：包含轨道数目、视频压缩格式和时间信息，媒体数据存储区域的索引,媒体数据：所有的采样数据，如视频帧和音频采样,媒体数据可与QuickTime movie存储在同一个文件中，也可在一个单独的文件或者在几个文件中,1. Atom,2. QuickTime Atom Containers,数据类型,数据大小信息,Data,报头,数据,数据类型,子原子,叶原子,数据大小信息,Data,数据大小信息,原子ID,原子类型,数据类型,Data,数据大小信息,数据类型,双亲原子,2.3.2 Quick Time,文件结构一群原子的集合,不规定原子的次序,2.3.3 Quick Time Movie,Video Media 信息,Music Media 信息,Text Media 信息,Tracks,Movies,2.3.4 Quick Time 制作技术,媒体制作软件 Quick Time Pro,制作虚拟环境的工具软件 Quick Time VR,2.3.5 Quick Time 发布技术,点播、实时广播、非实时广播,RTP/RTSP（高带宽用户）；HTTP（低带宽用户）,不支持 Sure Stream 技术,2.3.6 Quick Time 播放技术,Quick Time Player,2.4 Flash流媒体,交互式矢量动画标准,采用矢量作图技术：各元素均为矢量；只用少量的数据就可以描述一个复杂的对象,体积小，加载速度快，采用流控制技术（易于网上流传）,由时间发展为先后顺序排列的一系列编辑帧组成,除传统的“帧帧”动画变形，还支持,过渡变形,技术，包括移动变形和形状变形,交互性：通过 Action Script 实现,服务端 Flash Media Server,包括四个部分：交互服务器、版权保护、媒体流服务器、编码服务器。,制作端,Flash, Flash Video Encoder,客户端,Adobe Flash Player,流媒体格式,.swf .flv,1.FLV文件格式,特点：,相当简单，且文件更小，因此很多的视频网站都采用FLV作为流媒体文件。,FLV是一个二进制文件，由文件头和很多tag组成。,Tag又 可以分成三类：Audio、Video、Script，分别代表音频流、视频流、脚本流（关键字或者文件信息之类）,文件头,tag1,内容1,tag2,内容2,FLV文件头：包括文件类型之类的全局信息,文件类型,版本,流信息,Header长度,3个字节,文件格式标识,FLV( 0x464C56 ),1个字节,标识文件的版本号,0x01,1个字节,前5个bit是0 第6个bit为1表示有音频 第7个bit是0 第8个bit为1表示有视频,4个字节,标识文件头长度,2.SWF文件格式,特点：,1）SWF是Flash Player可以执行的,唯一,文件格式。,2）其他任何文件资源如Jpeg、Gif、MP3等，都必须内嵌于SWF文件，或通过其下载。可把SWF想象成一个“可执行文件”，这个文件内嵌必要的静态（比如矢量图形、视频、文本等）和ActionScript二进制代码。,3）“可执行文件”也能够调用外部资源，比如图片、视频甚至其他SWF文件。,4）有的SWF文件只包含可执行代码，没有资源文件。,